Comportement physico-chimique de suspensions de fibres cellulosiques : rôle des additifs

• Auteur / Autrice : Marie-Pierre Lowys
• Direction : Jacques Desbrières
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Sciences et techniques

Industrie des polymeres. Peintures. Bois

Fibre naturelle

Microfibrille

Cellulose

Milieu aqueux

Composition chimique

Viscosite

Etat solide

Adsorption liquide solide

Adjuvant

Effet concentration

Etude experimentale

Betterave sucriere sous produit

Suspension aqueuse

Résumé

Ce travail porte sur la caracterisation physico-chimique de suspensions aqueuses de microfibrilles de cellulose (mfc) issues de la transformation des betteraves sucrieres, seules ou en presence d'additifs. La composition chimique des suspensions meres de mfc est determinee : elles sont composees de 86% de cellulose pure, les 14% restant etant des pectines, des hemicelluloses et des sels. Les proprietes ioniques des mfc sont ensuite etudiees par differentes techniques (conductimetrie, potentiel d'ecoulement, potentiel zeta). L'etat de dispersion des suspensions a ete caracterise par des mesures rheologiques en ecoulement et de sedimentation, qui ont mis en evidence l'importance du mode de dispersion et de la concentration en mfc sur la stabilite des suspensions. Nous avons montre l'existence d'une concentration critique c* au-dela de laquelle les suspensions ont un comportement de type gel. Des echantillons de mfc seches sous forme de film ne permettent pas de recuperer les proprietes rheologiques initiales lors de la remise en suspension. L'etude du comportement rheologique dynamique, montre que la remise en suspension est satisfaisante si un additif anionique est ajoute aux mfc avant sechage. L'etude de l'adsorption et de la desorption de ces additifs et des observations en microscopie de fluorescence, montrent que l'adsorption se fait de maniere uniforme sur toute la surface des mfc, mais que les interactions mises en jeu sont faibles, totalement reversibles. L'adsorption depend fortement de la charge et de la structure chimique de l'additif, mais pas de sa masse molaire. Ces resultats conduisent a l'hypothese de la formation d'un film interfacial d'additif anionique parfaitement hydrosoluble autour des mfc lors du sechage, permettant la remise en suspension et la recuperation des proprietes rheologiques de la suspension initiale. Certaines proprietes des suspensions de mfc ont ete comparees a celles de suspensions d'une cellulose bacterienne.